第章 土的物理性质及分类.ppt

比重计法 例题分析 §1.4 粘性土的物理特征 流动状态与可塑状态间的分界含水量称为液限wL；可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限wp。 §1.4 粘性土的物理特征 塑限wp是用搓条法测定的。把塑性状态的土在毛玻璃板上用手搓条，在缓慢的、单方向的搓动过程中土膏内的水分渐渐蒸发，如搓到土条的直径为3mm左右时断裂为若干段，则此时的含水量即为塑限wp。 液限wL可采用平衡锥式液限仪测定。平衡锥重为76g，锥角为30°。试验时使平衡锥在自重作用下沉入调成均匀的浓糊状试样中，当5s内正好沉入深度10mm时的含水量即为液限wL。 目前在液限与塑限的测定中，还有根据《土工试验规程》(SL237-007-1999)规定，采用液塑限联合测定仪进行测定。 §1.4 粘性土的物理特征 液塑限联合测定仪 下沉深度为17mm所对应的含水量为液限;下沉深度为2mm处所对应的含水量为塑限。 重力水：存在于地下水位以下的透水土层中的地下水，是在重力或水头压力作用下运动的自由水，对土粒有浮力作用。 重力水的渗流特征，是地下工程排水和防水工程的主要控制因素之一，对土中的应力状态和开控基槽、基坑以及修筑地下构筑物有重要的影响。 自由水：不受颗粒电场引力作用的水 hc 毛细水 重力水 土的三相组成 – 土中水 毛细水：存在于地下水位以上，受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水，其上升高度与土粒粒度成分有关。 在工程中，毛细水的上升高度和速度对于建筑物地下部分的防潮措施和地基土的浸湿、冻胀等有重要影响。 自由水：不受颗粒电场引力作用的水 hc 毛细水 重力水 土的三相组成 – 土中水 土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分,存在形式有两种: 自由气体:与大气相通,对土的性质影响不大 封闭气体:与大气隔绝,增大土体的弹性和压缩性 土体中气体 土的三相组成 – 土中气 土有三个组成部分：固相、液相和气相 1.固体颗粒 2.土中水 3.土中气体 粒径级配 矿物成分 颗粒形状 结合水 (强结合水、弱结合水) 自由水 (重力水、毛细水) 自由气体 封闭气体 土的三相组成 –小结 三、土的结构和构造 土的结构是指土粒的原位集合体特征，是由土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。 土的成分 形成条件 土的结构 单粒结构 蜂窝结构 絮状结构 反映 分类 分类 影响 力学特性 单粒结构 土的结构和构造 粗颗粒在重力作用下独立下沉并与其它稳定颗粒相接触所形成的一种结构形式。 粗粒土（碎石类、砂类土）结构特征 单粒结构的特点是土粒间没有联结或只有极微弱的水联结，可以忽略不计。 粒间作用力：重力、毛细力 排列形式：点与点、点与面 矿物成分：原生矿物 土的结构和构造 按土颗粒间的相互排列方式和紧密程度不同，可将单粒结构分为松散结构和紧密结构。 土的结构和构造 紧密结构是最理想的结构形式。在动、静荷载作用下都不会产生较大的沉降，所以强度较大，压缩性较小，一般是良好的天然地基。松散结构强度较大，压缩性较小，未经处理不宜作为地基。单粒结构紧密程度取决于矿物成分、颗粒形状、均匀程度和沉积条件等。 片状矿物组成的砂土最松散；浑圆的颗粒组成的砂土比带棱角的颗粒组成的砂土紧密；土粒愈不均匀，结构愈紧密；急速沉积的比缓慢沉积的土结构松散。 细粒土的结构 土的结构和构造 蜂窝状结构 絮 状 结 构 蜂窝结构主要是由粉粒或细砂粒组成的土的结构形式。据研究，粒径为0.075～0.005mm(粉粒粒组)的土粒在水中沉积时，以单个土粒下沉，当碰到已沉积的土粒，由于土粒之间的分子吸力大于颗粒自重，则正常土粒被吸引不再下沉，形成具有很大孔隙的蜂窝状结构。 这种结构的孔隙一般远大于土粒本身尺寸，在荷载作用下宜发生较大沉降。 絮状结构是粒径小于0.005mm的粘土颗粒，在水中处于悬浮状态，不会因单个颗粒的自重而下沉。当悬浮液中掺入某些电解质，黏粒间的排斥力因电荷中和而破坏，凝聚成类似海绵絮状的集合体。并在聚合到一定质量时相继下沉，和已沉积的絮状集合体接触，形成孔隙很大的絮状结构 。 土的结构和构造 这种结构具有更大的孔隙，在荷载作用下会产生更大的沉降。 粒间作用力 形成环境 排列形式 矿物成分 表面力、胶结力 （斥力减小引力增加） 絮状结构 蜂窝结构 示意图 表面力、胶结力 （粒间斥力占优势） 淡水中沉积 海水中沉积 次生矿物 次生矿物 注意：天然条件下，可能是多种组合，或者由一种结构过渡向另一种结构。 面与面 边、角与面